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新しい微粒化概念に基づく液体ロケットエンジン用微粒化シミュレータの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21246125
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 航空宇宙工学
研究機関公益財団法人名古屋産業科学研究所 (2013)
名古屋大学 (2009-2012)

研究代表者

梅村 章  公益財団法人名古屋産業科学研究所, その他部局等, 研究員 (60134152)

研究分担者 姫野 武洋  東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (60376506)
新城 淳史  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, その他部局等, 研究員 (10358476)
連携研究者 姫野 武洋  東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (60376506)
新城 淳史  独立行政法人・宇宙航空研究開発機構, その他部局等, 研究員 (10358476)
研究期間 (年度) 2009-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
42,640千円 (直接経費: 32,800千円、間接経費: 9,840千円)
2013年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2012年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2011年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2010年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2009年度: 24,180千円 (直接経費: 18,600千円、間接経費: 5,580千円)
キーワード乱流微粒化 / 噴霧燃焼 / 数値シミュレーション / サブグリッドモデル / 微小重力実験 / 微粒化理論 / モデリング / 自己不安定化機構 / 液体ロケット / 二流体同軸ジェット / 直接数値シミュレーション / サブグリッド / 自己不安定化ループ / 2流体同軸ジェット / シミュレーシ / モデリン
研究概要

噴霧燃焼は航空宇宙機エンジンに不可欠な技術である。近年、エンジン開発のために数値シミュレーションの導入が図られてきているが、最も重要な微粒化過程を予測する機能を欠いているために、現行の噴霧燃焼シミュレータの能力は大きく制限されている。本研究では、微小重力実験の観察から生まれた新しい微粒化概念を発展させ、これまで分からなかった高速噴射液の不安定化機構と乱流微粒化過程を支配する物理法則を解明した。それにより、現行の噴霧燃焼シミュレータに組み込み、噴射液の発展に伴って生じる局所的に異なった乱流微粒化による噴霧生成をシミュレートするサブグリッドモデルを構築することに成功した。

報告書

(6件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2014 2013 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (24件) (うち査読あり 13件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 3件) 図書 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Two-dimensional numerical investigation on the dynamics of ligament formation from vertically vibrating liquid layer2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Li and A. Umemura
    • 雑誌名

      Int. J. Multiphase Flow

      巻: Vol. 60 ページ: 64-75

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] オリフィス噴孔から噴射される低速噴射液上に形成される波構造に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      大坂淳,梅村章,大澤洋介,鵜生知輝
    • 雑誌名

      Int. J. Micogravity Sci. Appl.

      巻: 31 ページ: 17-25

    • NAID

      130007842485

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-dimensional numerical investigation on the dynamics of ligament formation by Faraday instability2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Li and A. Umemura
    • 雑誌名

      Int. J. Multiphase Flow

      巻: 60 ページ: 64-75

    • DOI

      10.1016/j.ijmultiphaseflow.2013.12.002

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Droplet/turbulence interaction and early flame kernel development in an autoigniting realistic dense spray2013

    • 著者名/発表者名
      J. Shinjo and A. Umemura
    • 雑誌名

      Proc. Combust. Inst

      巻: Vol. 34 ページ: 1553-1560

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Droplet/turbulence interaction and early flame kernel development in an autoigniting realistic dense spray2013

    • 著者名/発表者名
      J.Shinjo and A. Umemura
    • 雑誌名

      Proc. of the Combustion Institute

      巻: 34 号: 1 ページ: 1553-1560

    • DOI

      10.1016/j.proci.2012.05.074

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 初期ディーゼル噴霧の一次微粒化および群燃焼形態形成の詳細数値解析2012

    • 著者名/発表者名
      新城淳史、梅村章
    • 雑誌名

      日本燃焼学会誌

      巻: 54 ページ: 139-146

    • NAID

      10030981209

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] A Numerical investigation on dynamics and breakup of liquid sheet2012

    • 著者名/発表者名
      Mohammad Ali, Akira Umemura, Quamrul Islam
    • 雑誌名

      Journal of Fluids Engineering

      巻: 134 号: 10

    • DOI

      10.1115/1.4007500

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microgravity experiments on ISS in order to examine a new atomization theory discovered through normalgravity and microgravity experiments2011

    • 著者名/発表者名
      J. Osaka, S. Suzuki, Y. Suzuki and A. Umemura
    • 雑誌名

      J. Physics : Conf. Series

      巻: Vol. 327

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Surface instability and primary atomization characteristics of straight liquid jet sprays2011

    • 著者名/発表者名
      J. Shinjo and A. Umemura
    • 雑誌名

      Int. J. Multiphase Flow

      巻: Vol. 37 ページ: 1294-1304

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Detailed simulation of primary atomization mechanism in Diesel jet spray (Isolated identification of liquid jet tip effects)2011

    • 著者名/発表者名
      J. Shinjo and A. Umemura
    • 雑誌名

      Proc. Combust. Inst

      巻: Vol. 33 ページ: 2089-2097

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Two-valued breakup length of a laminar water jet issuing from a finite-length nozzle under normal gravity2011

    • 著者名/発表者名
      A. Umemura, S. Kawanabe, S. Suzuki and J. Osaka
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E

      巻: Vol. 84

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Self-destabilizing mechanism of a laminar inviscid liquid jet issuing from a circular nozzle2011

    • 著者名/発表者名
      A. Umemura
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E

      巻: Vol83

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Self-destabilizing mechanism of a laminar inviscid liquid jet issuing from a circular nozzle2011

    • 著者名/発表者名
      A.Umemura
    • 雑誌名

      Phys.Rev.E

      巻: 83 号: 4

    • DOI

      10.1103/physreve.83.046307

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-valued breakup length of a laminar water jet issuing from a finite-length nozzle under normal gravity2011

    • 著者名/発表者名
      A.Umemura, S.Kawanabe, S.Suzuki, J.Osaka
    • 雑誌名

      Phys.Rev.E

      巻: 84 号: 3

    • DOI

      10.1103/physreve.84.036309

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface instability and primary atomization characteristics of straight liquid jet sprays2011

    • 著者名/発表者名
      J.Shinjo, A.Umemura
    • 雑誌名

      Int.J.Multiphase Flow

      巻: 37 号: 10 ページ: 1294-1304

    • DOI

      10.1016/j.ijmultiphaseflow.2011.08.002

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microgravity experiments on ISS in order to examine a new atomization theory discovered through normalgravity and microgravity experiments2011

    • 著者名/発表者名
      J.Osaka, S.Suzuki, Y.Suzuki, A.Umemura
    • 雑誌名

      J.Physics : Conf.Series

      巻: 327 ページ: 012042-012042

    • DOI

      10.1088/1742-6596/327/1/012042

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-destabilizing mechanism of a laminar inviscid liquid jet issuing from a circular nozzle2011

    • 著者名/発表者名
      A.Umemura
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 印刷中(未定)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detailed simulation of primary atomization mechanism in Diesel jet spray (Isolated identification of liquid jet tip effects)2011

    • 著者名/発表者名
      J.Shinjo, A.Umemura
    • 雑誌名

      Proceedings of the Combustion Institute

      巻: 33 ページ: 2089-2097

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simulation of liquid jet primary breakup : dynamics of ligament and droplet formation2010

    • 著者名/発表者名
      J. Shinjo and A. Umemura
    • 雑誌名

      Int. J. Multiphase Flow

      巻: Vol. 36 ページ: 513-532

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Capillary phenomena and disintegration processes of a square cylindrical liquid column2010

    • 著者名/発表者名
      M Ali, A.Umemura
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Mass transfer

      巻: 53 ページ: 5570-5580

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simulation of liquid jet primary breakup : dynamics of ligament and droplet formation2010

    • 著者名/発表者名
      J.Shinjo, A.Umemura
    • 雑誌名

      International Journal of Multiphase Flow

      巻: 36 ページ: 513-532

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 液体噴流微粒化過程の詳細数値解析2010

    • 著者名/発表者名
      新城淳史、梅村章
    • 雑誌名

      ながれ

      巻: 29 ページ: 91-96

    • NAID

      110007619268

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] 低速噴射水分裂の微小重力実験から得られた知見(第1報:短波長分断機構の詳細化)2010

    • 著者名/発表者名
      梅村章・川那辺翔・小鹿仁史・陳峰・新城淳史
    • 雑誌名

      日本航空宇宙学会論文集

      巻: 58 ページ: 15-23

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-destabilizing loop observed in a jetting-to-dripping transition

    • 著者名/発表者名
      A. Umemura and J. Osaka
    • 雑誌名

      J. Fluid Mech

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Toward a new paradigm of spray combustion research2013

    • 著者名/発表者名
      A. Umemura
    • 学会等名
      9th Asia-Pacific Conference on Combustion
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Toward a new paradigm of spray combustion research2013

    • 著者名/発表者名
      A.Umemura
    • 学会等名
      9th Asia-Pacific Conference on Combustion
    • 発表場所
      Hilton Hotel, Gyeongju, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Toward a new paradigm of spray combustion research2013

    • 著者名/発表者名
      A.Umemura, J. Shinjo
    • 学会等名
      The 9th Asia-Pacific Conference on Combustion
    • 発表場所
      Gyeongju Hilton, Gyeongju, Korea
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 同軸円形噴流におけるノズル近傍の気液界面挙動の研究2012

    • 著者名/発表者名
      伊藤岬、梅村章
    • 学会等名
      第50回燃焼シンポジウム
    • 発表場所
      産業労働センター ウインクあいち
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 通常重力下及び微小重力下における液体水噴射液の分断に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木雄貴、大坂淳、梅村章
    • 学会等名
      第50回燃焼シンポジウム
    • 発表場所
      産業労働センター ウインクあいち
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 噴霧中の液滴の相互干渉による熱・物質輸送への影響に関する数値解析2012

    • 著者名/発表者名
      新城淳史、梅村章
    • 学会等名
      第50回燃焼シンポジウム
    • 発表場所
      産業労働センター ウインクあいち
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 流体力学と燃焼科学の狭間を 遊学する2012

    • 著者名/発表者名
      梅村章
    • 学会等名
      第50回燃焼シンポジウム
    • 発表場所
      産業労働センター ウインクあいち
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 液体ジェットの分断過程に及ぼす噴射ノズルの影響2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木雄貴、大坂淳、鈴木創介、梅村章
    • 学会等名
      第49回燃焼シンポジウム
    • 発表場所
      慶応義塾大学日吉キャンパス(神奈川県)
    • 年月日
      2011-12-06
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] A New Approach to Turbulent Atomization and Spray Combustion2011

    • 著者名/発表者名
      A.Umemura
    • 学会等名
      1st International Conference on Group Combustion of Droplets and Sprays
    • 発表場所
      Tainan, Taiwan
    • 年月日
      2011-01-21
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 高温高圧化における液体微粒化の研究2009

    • 著者名/発表者名
      小刀禰貴夫・梅村章
    • 学会等名
      第47回燃焼シンポジウム
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2009-12-03
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] Handbook of Atomization and Sprays : Theory and Appliations (Nasser Ashgriz Ed.)2011

    • 著者名/発表者名
      A. Umemura(分担執筆)
    • 総ページ数
      951
    • 出版者
      Springer-Verlag
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [図書] Handbook of Atomization and Sprays : Theory and Applications(分担箇所:Chapter 14 : Spray Group Combustion)2011

    • 著者名/発表者名
      編者:Nasser Ashgriz,分担執筆:A.Umemura
    • 総ページ数
      951
    • 出版者
      Springer-Verlag
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [産業財産権] ガスジェネレータの環状 2段燃焼器2010

    • 発明者名
      梅村章 西脇康太
    • 権利者名
      名古屋大学
    • 産業財産権番号
      2010-079890
    • 出願年月日
      2010-03-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2019-07-29  

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